Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Categories:

Уроки физики...

      На 77-м году жизни оказался вновь востребованным. В качестве профессора на 0,5 ставки на той кафедре, которую сам же и создавал в 1988-м в ВолГУ. Нагрузка в первом семестре - курс Механики для первокурсников физфака. И лекции и практические занятия.
      Общепринятый стандарт этого курса - механика материальной точки и твердого тела. Но вольности в университетах не возбраняются. И потому расширил его на механику сплошных сред (жидкости и газа) и ряд других тем. В результате получился курс основ физики с объяснением (буквально на пальцах) многих конкретных физических явлений и процессов и с минимумом формул.
      С учетом угроз ковидной эпопеи написал умеренно краткий конспект курса и после каждой лекции рассылаю его студентам по частям. И подумал - не пропадатиь же добру? Почему бы не опубликовать этот или даже расширенный конспект у себя в ЖЖ? Пожалуй, начну. Малыми порциями.
      Программа этого курса - под катом. А после ее прочтения - опрос.

1. Размерности физических величин. Как можно решать задачи зная только размерности величин (метод размерностей). Оценка методом размерностей: а) частоты колебаний математического маятника, б) скорости ветровых волн, в) скорости волн цунами, г) длины свободного пробега молекул в газе.

2. Заметки о роли волн цунами в истории человечества (уничтожение минойской цивилизации, исход Моисея с соплеменниками из египетского рабства).

3. Опыт как база для построения адекватной теории – примеры опытов Галилея, вывода закона всемирного тяготения из 3-го закона Кеплера, опытов Майкельсона и Морли, логики построения концепции темной энергии и других. Вытекающие из опытов ограничения на виды уравнения движения и 2-й закон Ньютона.

4. Принцип инерции. Инерциальные системы отсчета. Преобразования Галилея.

5. Законы Ньютона. Импульс. Эквивалентность первого закона Ньютона принципу инерции Галилея. Уравнения движения и примеры численных методов решения уравнений движения.

6. Закон сохранения импульса как следствие 1-го и 3-го законов Ньютона. Примеры законов сохранения компонент импульса в некоторых полях и связь этих законов со свойствами однородности пространства.

7. Закон сохранения энергии. Идеология потенциала. Потенциальная энергия в частных случаях (шарик на пружинке, математический маятник, поде тяготения и другие). Типы фундаментальных взаимодействий в природе включая сильное и слабое взаимодействия и их свойства.

8. Форма закона сохранения энергии в потоках слабосжимаемых сплошных сред (уравнение Бернулли). Механизм возбуждения ветровых волн (неустойчивость Кельвина-Гельмголца).

9. Малые колебания. Затухающие колебания. Резонансы.

10. Природа майского 2010 года танца Волгоградского моста. Примеры иных резонансов – качели, орбитальные резонансы Галилеевых спутников Юпитера и экзопланетных систем.

11. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса как следствие 1-го и 2-го законов Кеплера. Движение в центральном поле (включая типы орбит в гравитационном поле).

12. Движение частицы в равномерно вращающейся системе отсчета. Центробежная сила и ее влияние на форму вращающихся небесных тел. Сила Кориолиса. Влияние силы Кориолиса на берега рек и морские течения. Опыты на детской карусели. Волны Россби и возбуждение циклонов и антициклонов в атмосферах планет.

13. Природа приливных сил. Приливные захваты спутников планетами солнечной системы. Способ выполнения закона сохранения момента импульса в системах планета + спутник. Приливная эволюция системы Земля – Луна и ее следствия, в том числе – удлинение земных суток.

14. Движение твердого тела. Центр инерции, Угловая скорость. Кинетическая энергия твердого тела. Тензор инерции. Момент импульса твердого тела. Уравнения движения твердого тела.

15. Базовые основания релятивистской механики. Преобразования Лоренца. Принцип соответствия. Измерения длин и промежутков времени в разных системах отсчета. Энергия и импульс в релятивистской механике, в том числе – для частиц с нулевой массой.

16. Необходимость переосмысления закона всемирного тяготения Ньютона. Базовые принципы Общей теории относительности Эйнштейна. Основные предсказания ОТО Эйнштейна и их первые наблюдательные подтверждения (гравитационное линзирование, аномальная прецессия перигелия Меркурия). Черные дыры и их свойства.

Начиная сей проект хотел бы понять уровень потенциального интереса к нему. И потому опрос:

Будете ли Вы просматривать посты цикла "Уроки физики"?

Скорее всего буду.
54(85.7%)
Не буду, мне это не интересно.
1(1.6%)
Пиши, может быть и буду просматривать.
8(12.7%)

А под вторым катом - перечень опубликованных постов сериала "Уроки физики" с ссылками на них:


  1. Библия размерностей.
  2. Цунами и их роль в истории человечества.
  3. Теория и эксперимент. Что первично и почему?
  4. Фундамент, заложенный Галилеем.
  5. Главный закон механики.
  6. Законы сохранения импульса.
  7. Сохранение энергии и идеология потенциала.
  8. Все типы сил, придуманных Всевышним.
  9. Как из механики частицы сделали механику мириадов частиц.
10. Фокусы и проказы уравнения Бернулли.
11. Пора решать задачи...
12. Малые колебания, их затухание и явление резонанса.
13. Вальс Волгоградского моста. С сильным ветром и мощным паводком.
14. Пора решать задачи - 2.
15. Резонанс на резонансе и резонансом погоняет.
16. Как придумали момент импульса и закон его сохранения.
17. Кеплерова задача.
18. Проказы центробежной и кориолисовой сил.
19. Кориолисова сила - реальный бог погоды на Земле и других планетах.
20. Вращение твердого тела. Тензор инерции.
21. Какой частью сабли надо рубить врага?
22. Приливные силы и эволюция системы Земля-Луна.
23. Пора решать задачи - 3.
24. Необходимость в релятивистской механике. Преобразования Лоренца.
25. Основы специальной теории относительности.
26. Пора решать задачи - 4.
27. Принципы, предсказания и проверки общей теории относительности.
28. Пора решать задачи-5.
29. Пора решать задачи-6.


P.S. По завершении написания "Уроков физики" понял, что реально написал "Начала физики" на базе курса Механики. В соответствии с этим пониманием изменил метку и название цикла.
Tags: Начала физики
Subscribe

Recent Posts from This Journal

promo moralg march 5, 2018 03:01 44
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 42 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →